CN109681179B - 一种形成差异化刻蚀的酸压工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种形成差异化刻蚀的酸压工艺方法，步骤是：⑴通过油气井井筒向地层注入压裂液，在地层中形成人工裂缝；⑵在人工裂缝中注入携带液体，该携带液体中加入为携带液液量的5～20％的油溶性的树脂颗粒；⑶使油溶性树脂颗粒非均匀分布在人工裂缝面中；⑷注入酸液进入人工裂缝中；⑸酸岩反应完成后，裂缝面形成非均匀溶蚀形态，具有非均匀溶蚀形态特征的人工裂缝在地层压力下无法完全闭合，形成有利于油气流动的通道；⑹在酸压施工结束后，随着时间增加，附着在岩石表面的油溶性树脂颗粒缓慢降解，随着油气生产返排出地面。本工艺可获得地层压力下最有利的(最能保持支撑效果的)非均匀溶蚀面，从而最大限度提高油气在地层中的流动能力。

Description

一种形成差异化刻蚀的酸压工艺方法
技术领域
本发明属于油气田开发工程领域，涉及油气田开发与开采生产工艺，尤其是一种形成差异化刻蚀的酸压工艺方法。
背景技术
为形成高导流人工裂缝，有很多工艺技术或复合技术，但在酸压工艺技术方法中，利用岩石分布不均匀性形成差异化刻蚀的非均匀刻蚀通道，是最为高效的方法。欲形成高导流裂缝通道，有很多技术方法，但是工艺过程难以控制，故采用简单易行的工艺过程至关重要。
常规酸压施工步骤为：注压裂液形成人工裂缝，利用裂缝岩石表面成分非均匀性注酸液进行溶蚀，形成非均匀溶蚀面；在施工结束后，人工裂缝的两个非均匀溶蚀面相互支撑，在地层应力作用下不会完全闭合，为油气流动提供有利通道。此方法适用于岩石非均匀性强的地层，无法应用于岩性均匀地层。
通过申请人的了解，常规酸压施工步骤改进方法有：注压裂液形成人工裂缝，交替注入酸液和压裂液，利用两类液体的粘度和密度差异，使酸液在裂缝内形成非均匀分布，从而进行非均匀溶蚀。此方法依赖于两种液体性质差异，很难控制和实现，且酸液非均匀分布的程度有限。
通过申请人的专利检索，发现如下两篇相关公开专利文献：
1、实验确定碳酸盐岩油气藏酸压裂缝导流能力分布的方法(CN106522935A)，该方法包括：采用酸压模拟器FracproPT模拟酸压过程中井下酸压裂缝延伸扩展、酸刻蚀过程，获取沿着水力缝长方向的缝宽分布、缝高分布、温度分布、酸液质量浓度分布数据；在水力裂缝缝长方向选取酸液质量浓度为初始质量浓度的100％、90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％共10个特征点的缝宽、缝高、温度数据；将油田现场尺度的注酸排量转换为实验室尺度的注酸排量；按照10个特征点的酸液质量浓度数据配置实验所用的酸液；模拟酸刻蚀过程，实验测试储层闭合压力条件下的导流能力，绘制储层条件下酸蚀裂缝导流能力沿缝长方向的分布图。
2、一种适用于碳酸盐岩油藏的停泵沉砂控缝高酸压工艺方法(CN104564002A)，包括下述工序：在正式压裂前采用低粘度滑溜水造缝，控制裂缝初始高度；随后采用滑溜水携带支撑剂砂进入地层后停泵促使支撑剂砂沉降在缝口附近，使每一级支撑剂砂提前遮挡后段，形成高强度人工隔层，改变应力状态，达到有效控制下缝高延伸防止沟通下部水体的目的；注入低粘度压裂液稳定排量造缝；当压裂液进入地层后，注入酸液对地层进行刻蚀，形成高导流能力人工裂缝；将酸液挤入地层后停泵测压降，结束施工。该工艺可以形成人工隔层控制裂高垂向延伸，改变应力状态，达到有效控制下缝高延伸防止沟通下部水体的目的。
通过技术特征的对比，上述酸压工艺与本发明的发明目的不相同，不会影响本发明申请的创造性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种形成差异化刻蚀的酸压工艺方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种形成差异化刻蚀的酸压工艺方法，步骤是：
⑴通过油气井井筒向地层注入压裂液，以在地层中形成人工裂缝，压裂液的注入时间为10-15min，注入液量为40-60m3；
⑵在人工裂缝中注入携带液体，在该携带液体中要加入油溶性的树脂颗粒，携带液用量为200～300m3，树脂颗粒用量为10～60m3；
⑶携带液中的树脂颗粒在人工裂缝中水平运移距离为70-100m后，即将携带液体送入人工裂缝预定位置，此时降低携带液泵的注排量至1m3/min以减小裂缝宽度使油溶性树脂颗粒非均匀分布在人工裂缝面中；
⑷注入酸液进入人工裂缝中，酸液在人工裂缝中与无树脂颗粒附着的岩石发生反应；注入酸液量为100～200m3，注入时间为20～30min；
⑸酸岩反应完成后，裂缝面形成非均匀溶蚀形态，具有非均匀溶蚀形态特征的人工裂缝在地层压力下无法完全闭合，形成有利于油气流动的通道；
⑹在酸压施工结束后，随着时间增加，附着在岩石表面的油溶性树脂颗粒缓慢降解，随着油气生产返排出地面。
而且，所述步骤⑴中形成的人工裂缝长度为100～200m，人工裂缝宽度为2～5mm，人工裂缝温度为70～100℃。
而且，所述步骤⑵油溶性树脂颗粒由石油树脂和其它烃类树脂合成，颗粒直径为几十微米至几百微米，密度为0.9～1.1g/cm3，24h内树脂颗粒在盐酸或有机酸中的溶解率小于5％，48h内树脂颗粒在原油或煤油中的溶解率大于95％。
而且，所述步骤⑷中的酸液为交联酸，其质量百分比的成分配方为：20％盐酸+0.7～0.8％稠化剂+1～2.0％缓蚀剂+1.0％铁离子稳定剂+1～2％有机交联剂+0.03％破胶剂，其余为水。
而且，所述步骤⑷中的酸液为有机酸，其质量百分比的成分配方为：7～8％盐酸+10％甲酸(或乙酸)+1～2.0％缓蚀剂+1.0％铁离子稳定剂+1.0％铁离子稳定剂，其余为水。
本发明的优点和有益效果为：
1、本工艺在注压裂液形成人工裂缝后，用携带液注入一种与酸液不反应的树脂颗粒，使其非均匀的分布于裂缝中，再注入酸液溶蚀裂缝表面，使裂缝在被溶蚀过程中，有树脂颗粒覆盖和无树脂颗粒覆盖的岩石表面呈现差异性，由此形成非均匀溶蚀面，在施工结束后，人工裂缝的两个非均匀溶蚀面相互支撑，在地层应力作用下不会完全闭合，为油气流动提供有利通道。
2、本工艺既适用于岩石非均匀强的地层，也适用于岩石均匀的地层，在地层压力较大，裂缝面易发生闭合的情况下，也可进行设计获得地层压力下最有利的(最能保持支撑效果的)非均匀溶蚀面，从而最大限度提高油气在地层中的流动能力。
3、本发明形成的差异化刻蚀的油气流动通道，非均匀刻蚀效果明显，刻蚀后油气流动通道的宽度可达1mm～5mm，大大增加了油气流通能力，效果十分显著。
具体实施方式
下面对本发明实施例做进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种形成差异化刻蚀的酸压工艺方法，步骤是：
⑴通过油气井井筒向地层注入压裂液，在地层中形成人工裂缝；所形成的人工裂缝长度为100m～200m，人工裂缝宽度为2～5mm左右，人工裂缝温度为70～100℃，注入时间为10-15min，注入液量为40-60m3。
本实施例中，压裂液成分配方一般为0.3～0.4％胍胶+1％KCl+1％助排剂+0.5％起泡剂+0.1％杀菌剂+0.2％PH值调节剂+0.3％有机交联剂，其余为水(按质量百分比计算)。
⑵在人工裂缝中注入携带液体，该携带液体中加入为携带液液量的5～20％的油溶性的树脂颗粒，携带液用量为200～300m3，树脂颗粒用量为10～60m3；
所述树脂颗粒为现有技术，其成分由石油树脂和其它烃类树脂合成，即将20％沥青加热熔融，加入40％C9石油树脂和20％酚醛树脂加热熔融，加入10％十二烷基三甲基溴化铵，5％聚氨酯纤维和5％阳离子淀粉，合成方法参照《一种高温油溶性暂堵剂及其制备方法》，(CN201410673784.4)，颗粒直径可根据需求加工成不同大小，一般为几十微米至几百微米，密度为0.9～1.1g/cm3，24h内树脂颗粒在盐酸或其它有机酸中的溶解率小于5％，48h内树脂颗粒在原油或煤油等中的溶解率大于95％。
本实施例中，所述携带液与压裂液成分配方一致，为0.3～0.4％胍胶+1％KCl+1％助排剂+0.5％起泡剂+0.1％杀菌剂+0.2％PH值调节剂+0.3％有机交联剂，其余为水，(按质量百分比计算)；携带液用量与人工裂缝长度和宽度有关，一般为200-300m3。
根据树脂颗粒在液体中的分散情况可设置相应的树脂颗粒用量，树脂颗粒用量一般为携带液液量的5～20％，按体积计算，一般为10～60m3。该树脂颗粒可悬浮于携带液中，在地层温度下具有软化-变形-附着特征，不与酸液发生反应，并且在高温条件下长时间会自然降解。
⑶携带液中树脂颗粒在人工裂缝中水平运移距离达70-100m，即将携带液体送入人工裂缝预定位置，此时降低携带液泵注排量至1m3/min以减小裂缝宽度，降低携带液泵注排量后，裂缝内净压力降低,人工裂缝受地层闭合应力作用自然发生闭合，缝宽自然降低，直至裂缝闭合，使树脂颗粒非均匀分布在人工裂缝面中；
当携带液和树脂颗粒全部注入人工裂缝后，降低注入排量使人工裂缝宽度降低，致使树脂颗粒在地层闭合应力作用下被夹在人工裂缝两个壁面之间，由于树脂颗粒在液体中分布的不均匀性，导致其在人工裂缝中分布也不均匀。
⑷注入酸液进入人工裂缝中，酸液在人工裂缝中与无树脂颗粒附着的岩石发生反应；注入酸液量为100～200m3，注入时间为20～30min。
本实施例中，所述酸液可根据需要选择不同类型的酸液体系，如交联酸成分配方一般为20％盐酸+0.7～0.8％稠化剂+1～2.0％缓蚀剂+1.0％铁离子稳定剂+1～2％有机交联剂+0.03％破胶剂，其余为水，(按质量百分比计算)。如有机酸成分配方一般为7～8％盐酸+10％甲酸(或乙酸)+1～2.0％缓蚀剂+1.0％铁离子稳定剂+1.0％铁离子稳定剂，其余为水，(按质量百分比计算)，等等。
酸液基本不与树脂颗粒反应，只与岩石发生反应，反应化学原理与岩石和酸液主要成分有关，如：
2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2
⑸酸岩反应完成后，无树脂颗粒附着岩石被酸液溶蚀较多，有树脂颗粒附着岩石被酸液溶蚀较少；无树脂颗粒附着的岩石被酸液溶蚀后，岩石表面下降高度可达5～8mm，有树脂颗粒附着的岩石被酸液溶蚀后，岩石表面下降高度只有0～1mm；裂缝面形成非均匀溶蚀形态，具有非均匀溶蚀形态特征的人工裂缝在地层压力下无法完全闭合，可形成有利于油气流动的通道。裂缝表面受树脂颗粒分布不均匀性影响，溶蚀程度呈现差异，无树脂颗粒附着的岩石与酸反应程度较高，岩石被酸液溶蚀后，岩石表面下降高度可达5～8mm；有树脂颗粒附着的岩石与酸反应程度较低，岩石被酸液溶蚀后，岩石表面下降高度只有0～1mm。裂缝面在地层压力下闭合时，岩石表面被溶蚀少的位置相互支撑，被溶蚀多的位置无法接触，形成了差异化刻蚀的油气流动通道。
在高闭合压力下或储层岩石较均质情况下，酸液非均匀刻蚀效果不明显，刻蚀后油气流动通道的宽度可能仅有0.1mm～1mm；本发明形成的差异化刻蚀的油气流动通道，非均匀刻蚀效果明显，刻蚀后油气流动通道的宽度可达1mm～5mm，大大增加了油气流通能力。
⑹在酸压施工结束后，随着时间增加，附着在岩石表面的树脂颗粒缓慢降解，随着油气生产返排出地面。
树脂颗粒缓慢降解，如48h内树脂颗粒在原油或煤油等中的溶解率大于95％，表示在施工结束后，原油在人工裂缝中流动时会持续溶解裂缝中的树脂颗粒，说明树脂颗粒不会对人工裂缝造成堵塞。

Claims (4)

1.一种形成差异化刻蚀的酸压工艺方法，其特征在于：步骤是：
⑴通过油气井井筒向地层注入压裂液，以在地层中形成人工裂缝，压裂液的注入时间为 10-15min ，注入液量为 40-60m3 ；
⑵在人工裂缝中注入携带液体，在该携带液体中要加入油溶性的树脂颗粒，携带液体用量为200~300m3，树脂颗粒用量为10~60m3；
⑶携带液体中的树脂颗粒在人工裂缝中水平运移距离为70-100m后，即将携带液体送入人工裂缝预定位置，此时降低携带液泵的注排量至1m3/min以减小裂缝宽度使油溶性树脂颗粒非均匀分布在人工裂缝面中；
⑷注入酸液进入人工裂缝中，酸液在人工裂缝中与无树脂颗粒附着的岩石发生反应；注入酸液量为100~200m3，注入时间为20~30min；
⑸酸岩反应完成后，裂缝面形成非均匀溶蚀形态，具有非均匀溶蚀形态特征的人工裂缝在地层压力下无法完全闭合，形成有利于油气流动的通道；
⑹在酸压施工结束后，随着时间增加，附着在岩石表面的油溶性树脂颗粒缓慢降解，随着油气生产返排出地面；
所述步骤⑵油溶性树脂颗粒由石油树脂和其它烃类树脂合成，颗粒直径为几十微米至几百微米，密度为0.9~1.1g/cm3，24h内树脂颗粒在盐酸或有机酸中的溶解率小于5%，48h内树脂颗粒在原油或煤油中的溶解率大于95%。
2.根据权利要求1所述的形成差异化刻蚀的酸压工艺方法，其特征在于：所述步骤⑴中形成的人工裂缝长度为100~200m，人工裂缝宽度为2~5mm，人工裂缝温度为70~100℃。
3.根据权利要求1所述的形成差异化刻蚀的酸压工艺方法，其特征在于：所述步骤⑷中的酸液为交联酸，其质量百分比的成分配方为：20%盐酸+0.7~0.8%稠化剂+1~2.0%缓蚀剂+1.0%铁离子稳定剂+1~2%有机交联剂+0.03%破胶剂，其余为水。
4.根据权利要求1所述的形成差异化刻蚀的酸压工艺方法，其特征在于：所述步骤⑷中的酸液为有机酸，其质量百分比的成分配方为：7~8%盐酸+10%甲酸或乙酸+1~2.0%缓蚀剂+1.0%铁离子稳定剂+1.0%铁离子稳定剂，其余为水。
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